基于隨機二態圖像的加密-解密方法技術

本發明專利技術公開了基于隨機二態圖像的加密-解密方法。方法包括如下步驟：生成加密隨機二進制數列，將至少部分二進制編碼明文與至少一個加密隨機二進制數列進行位比對位運算，得到二進制編碼密文；采用上述加密隨機二進制數列作為解密二進制數列，將二進制編碼密文與解密二進制數列進行位比對位運算，得到二進制編碼明文。本發明專利技術方法提供了一種簡單而有效、適應不同領域產品身份識別或信息使用或傳輸中保密要求的加密方法，脫離目前紛繁復雜的加密－解密困境，解決經濟與社會活動中信息或產品傳輸、使用以及信息存儲環節的保密或加密難題，達到知識產權保護的目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種加密方法，特別涉及一種基于二態隨機圖像的加密方法。
技術介紹
21世紀是信息的時代，信息已經成為一種重要的戰略資源。信息的獲取、處理和安全保障能力成為一個國家綜合國力的重要組成部分。信息安全與軍事安全、經濟安全、人們的隱私、財產安全息息相關。因此，信息安全越來越受到重視。隨著社會的發展，信息電子化已經越來越普遍，已經深入社會生活的各個方面，已成為人們日常生活密不可分的一部分，人們的合法權益也日益受到信息泄密的威脅。電子化信息的傳輸主要依賴于互聯網或其他開放或半開放網絡，在傳輸的過程中易為截取。為避免信息在傳輸過程中因被他人竊取而泄密，需要對信息進行加密處理?，F有的加密處理方法中，發信者和收信者普遍事先通過可靠渠道(如電信互聯網絡、商品流通以及物流渠道等)建立聯系，發信者建立好一個密鑰，通常為一串隨機的二進制數。當要進行通信時，發信者用密鑰對要傳輸的信息即明文進行加密，得到密文，然后將密文通過公用信道發送給收信者。收信者則用此密鑰對密文進行解密，而恢復明文。類似地，拓展的某一產品(如軟件/電子書/視唱碟片等)時將發信者改為產品提供/生產者、收信者變更為產品使用者，則上述經典的保密方案仍然適用并被沿用至今。這里加密算法、解密算法都是公開的，密文的保密性完全依賴于密鑰的保密性。不論建立密鑰的過程多么保密，原則上竊聽者總可以竊得這個密鑰，這是因為密鑰的建立過程總要利用明文、信道等載體的某些物理屬性，第三方總可以利用經典的數學或物理學，測量該載體的這些屬性而對其不產生任何影響。通信雙方則對此毫無所知。由此可知，傳統的保密通訊或產品或技術保密方案一方面存在被截取而破解，另一方面，還可以通過某物理算法獲得密鑰而解密。盡管如此，鑒于傳統保密方案成本低，其還是目前仍被廣泛使用的信息保密方案。為了提高信息的加密強度，現階段普遍通過改進算法，提高算法的復雜程度，以增加其被破譯的難度。但是，同樣的，隨著加密算法復雜程度的增加，由于計算機通常使用二進制的位運算，其加密和解密所需要的運算量、運營成本也隨之大幅增加，其運行效率急劇下降，難以適應大量數據的實時加密和解密。考慮到算法加密固有的缺陷，人們進一步開發出了量子加密通信，如在1984、1992年先后由C.H.Bennett等首先提出的一種基于測不準關系，利用四個偏振態光子的量子密碼術方案(BB84方案)、只用兩個非正交態即可實現量子保密通信，并給出一個用非正交子位相態實現的方案(Bennett方案);又如1991年牛津大學A.K.Ekertlz提出了一種基于EPR關聯光子對的量子密碼術方案(Ekert方案)。在量子密碼術中需要兩個通道:專用的量子信道，可被截斷，但不可被竊聽(任何竊聽都將被發現)；公用的普通信道，可被竊聽，但不可被截斷。通信雙方先在量子信道上隨機地傳送一些光子，隨后在普通信道上進行討論而建立密鑰。在這里密鑰的安全性是靠量子力學基本原理保證的，只要量子力學是正確的，密鑰就是安全的。然而，這種量子密碼術對載體軟硬件環境要求極高，通信距離有限，在現實經濟社會中難以普遍實現。迫切需要一種加密-解密方法簡單，加密-解密成本低，加密強度高的加密-解密方法。為此，化繁為簡成為必然選擇，本專利技術通過“密文一密鑰一明文”形成的位比對關系，進行簡單位運算，只要管理者持有密鑰，可很好地解決各種信息加密一解密的要求。
技術實現思路
本專利技術的目的在于簡單、可靠的信息加密-解密方法。本專利技術所采取的技術方案是: 一種加密-解密方法，包括如下步驟: 1)生成加密隨機二進制數列，將至少部分二進制編碼明文與至少一個加密隨機二進制數列進行位比對位運算，得到二進制編碼密文； 2)采用上述加密隨機二進制數列作為解密二進制數列，將二進制編碼密文與解密二進制數列進行位比對位運算，得到二進制編碼明文； 其中位比對位運算的規則為:位比對結果相同時，賦值為1，結果不同時，賦值為O;或位比對結果相同時，賦值為0，結果不同時，賦值為I。作為本專利技術的進一步改進，通過生成隨機二態圖像，讀取二態信息后分別賦值為O或I，生成加密隨機二進制數列。作為本專利技術的進一步改進，將二進制編碼密文存儲為對應的二態圖像。作為本專利技術的進一步改進，隨機二態圖像的生成方法包括如下步驟:取金納米棒薄膜，將其劃分為若干像素，使用偏振角度為AJ的激光隨機加工其中的部分像素，使沿該偏振方向分布的金納米棒熔化成金納米球，從而失去雙光子熒光響應，采用偏振角度為 的激光激發加工后的金納米棒薄膜，得到對應于雙光子熒光響應的隨機二態圖像，其中，加工前金納米棒薄膜上的像素點至少需要在偏振AJ方向上具有雙光子熒光響應。作為本專利技術的進一步改進，使用偏振角度為A0。的激光隨機加工其中的部分像素后，然后再使用偏振方向為AJ +N。的激光加工剩余的像素，消除該偏振方向的雙光子熒光，其中，加工前金納米棒薄膜上的像素點至少需要在偏振AJ和AJ +N。方向上具有雙光子熒光響應，15 < NS 90。作為本專利技術的進一步改進，加密隨機二進制數列不低于900位。作為本專利技術的進一步改進，加密隨機二進制數列或二進制編碼密文使用另一加密隨機二進制數列進行二次或多次加密。本專利技術的有益效果是: 本專利技術方法簡單，密鑰的產生不需要任何運算規則，只是一個隨機數組，可由隨機二態圖像獲得，或由電腦軟件生成；密鑰作用于(位比對)明文產生密文，作用于密文則還原明文。加密或解密的操作均為二進制的位運算，運算效率極高，可以實現數據的實時加密和實時解密，特別適用于海量數據的加密和解密。加密得到的密文亦是無義的隨機二進制數組，可以方便地通過公開方式進行傳輸。即便暴力破解，因為隨機數組存在多種組合，可能存在多種有義組合，也難以確定明文具體是什么。本專利技術方法的加密強度高，通過增加隨機二態圖像的像素點數，可以實現超高強度的加密，如采用30 X 30位的加密數列(二態圖像)，在不考慮數組排列的情況下，理論上可以存在29°° (ΙΟ270級)種可能的密鑰，如果對每個密鑰進行嘗試或運算，需要進行相應次數的運算，最終生成相應數目的可能明文(包括有意義或無意義的)，卻仍然無法確定那個是正確的明文。如采用百萬級像素點的隨機二態圖像，獲得的密文實際上不可能被暴力破解。本專利技術方法在實現超高強度加密的同時，也不會增加計算難度，易于解密。本專利技術方法，可以實現密文和密鑰的同步生成，可以保證密文與密鑰之間存在一一對應的關系，或實現多個密文，對應同一密鑰，可以方便地用于軟件加密，電子出版物的加密，各種奢侈品的真偽識別，以及身份信息的加密等。通過使用GNR膜同時作為密文和密鑰的載體，還可以實現超高密度光信息存儲。本專利技術方法提供了一種簡單而有效、適應不同領域產品身份識別或信息使用或傳輸中保密要求的加密方法，脫離目前紛繁復雜的加密一解密困境，解決經濟與社會活動中信息或產品傳輸、使用以及信息存儲環節的保密或加密難題，達到知識產權保護的目的。通過使用兩組或多組隨機數列(二態圖像)對密鑰或密文進行二次或多次加密，可以進一步提聞 目息加密的可罪性。附圖說明圖1是本專利技術方法的加密原理示意 圖2是本專利技術方法的解密原理示意 圖3是本專利技術方法的解密原理示意 圖4是生成的GNR膜隨機二態圖像； 圖5是明文和加密后的密文 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種加密?解密方法，包括如下步驟：1)生成加密隨機二進制數列，將至少部分二進制編碼明文與至少一個加密隨機二進制數列進行位比對位運算，得到二進制編碼密文；2)采用上述加密隨機二進制數列作為解密二進制數列，將二進制編碼密文與解密二進制數列進行位比對位運算，得到二進制編碼明文；其中位比對位運算的規則為：位比對結果相同時，賦值為1，結果不同時，賦值為0；或位比對結果相同時，賦值為0，結果不同時，賦值為1。

【技術特征摘要】
1.一種加密-解密方法，包括如下步驟: 1)生成加密隨機二進制數列，將至少部分二進制編碼明文與至少一個加密隨機二進制數列進行位比對位運算，得到二進制編碼密文； 2)采用上述加密隨機二進制數列作為解密二進制數列，將二進制編碼密文與解密二進制數列進行位比對位運算，得到二進制編碼明文； 其中位比對位運算的規則為:位比對結果相同時，賦值為1，結果不同時，賦值為O;或位比對結果相同時，賦值為O，結果不同時，賦值為I。2.根據權利要求1所述 的加密-解密方法，其特征在于:通過生成隨機二態圖像，讀取二態信息后分別賦值為O或I，生成加密隨機二進制數列。3.根據權利要求1或2所述的加密-解密方法，其特征在于:將二進制編碼密文存儲為對應的二態圖像。4.根據權利要求2所述的加密-解密方法，其特征在于:隨機二態圖像的生成方法包括如下步驟:取金納米棒薄膜，將其劃分為若干像素，使用偏振角度為k0...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘭勝，鐵紹龍，戴峭峰，
申請(專利權)人：華南師范大學，
類型：發明
國別省市：